Analyse microscopique de défauts

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Analyse de défauts
de polymères et plastiques

Les défauts dans les polymères et les matières plastiques sont souvent causés par l'utilisation de mauvaise matière première ou un mélange non homogène des matériaux utilisés. Les contaminations comme les particules, les fibres ou les inclusions peuvent provoqués ces défauts. Afin de garantir, l'utilisation d'une matière première conforme (granulés, additifs et charges), les caractéristiques et la composition sont facilement contrôlées par une analyse IR (voir la vidéo).

Dans le cas de matériaux composites, les défauts dans les couches peuvent être dûs à un matériau défectueux qui aura un impact négatif sur les caractéristiques du produit final.

Le microscope IRTF LUMOS est un outil puissant pour l'analyse de défauts de polymères et plastiques: Il permet d'obtenir des spectres IR sur différentes parties de l'échantillon avec une résolution latérale élevée et permet ainsi de caractériser la composition chimique de la zone d'intérêt.

  • Identifications d'inclusion et de contaminant

  • Analyse de materiau d'emballage complexe

  • Etude d'inhomogénéité de l'étanchéité à froid et de revêtement

Analyse de l'étanchéité à froid et des revêtements

Les revêtements sont souvent appliqués pour modifier l'état de surface, pour la protection ou pour améliorer généralement l'aspect visuel d'un produit. Un mauvais revêtement peut entraîner une défaillance du produit. En premier lieu, il faut analyser la zone de rupture entre le revêtement et le produit, il est important de vérifier la présence de la couche du revêtement sur l'échantillon et de vérifier si le matériau approprié a été utilisé. De plus, une étude de l'homogénéité de la couche est à étudier.

Exemple : Imagerie IRTF chimique de l'étanchéité à froid des couches Dans cet exemple, on a examiné un revêtement acrylique et une bande d'étanchéité superposée d'une feuille d'emballage. Le but de l'étude était de déterminer si lors de l'ouverture de l'emballage, la couche acrylique est endommagée et dans quelle mesure le joint d'étanchéité à froid se dégrade. L'image ci-dessous montre la distribution de la couche d'étanchéité superposée à l'image visuelle. L'image chimique décrite ci-dessous montre la distribution codée par des couleurs, de la couche d'étanchéité à froid et révèle que des parties de la couche ont effectivement été endommagées.

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Voir des exemples d'homogénéité des revêtements de films polymères (AN112)

Inclusions et contaminations

Exemple : Analyse en microscopie IR de produit défectueux avec le LUMOS

Un lot de billes de polyéthylène contient des inclusions brunes non désirées. L'image visible en microscopie d'une bille de polyéthylène avec l'inclusion brune est affichée en même temps que les positions de l'analyse en Infrarouge :

Les spectres IR montrent des caractéristiques clairement différentes sur la matrice des billes de PE (spectres bleus) et sur l'inclusion (spectres rouges). La recherche dans une bibliothèque identifie l'inclusion comme étant un polyester (PET):

Lire la note d'application An M105 à propos de l'identification en microscopie IR de particules et d'inclusions
Exemple d'identification de défauts sur une matrice polymère avec la note d'application AN MIC 411
Exemple d'identification d'inhomogénéité sur une image chimique d'un caoutchouc avec la note d'application AN M136
Lire la note d'application AN M 102 à propos de l'identification de fibres en microscopie IR

Analyse de multicouche de matériau d'emballage

Le multicouche sur des emballages est nécessaire pour maintenir l'intégrité du produit. Par exemple, les produits alimentaires et pharmaceutiques. Différents polymères et autres matériaux empilés en films sont combinés pour empêcher le produit d'être exposé à l'oxygène, à l'éclairage UV ou à d'autres facteurs environnementaux. La conception et la fabrication de films polymères est généralement un processus complexe et coûteux qui peut affecter la qualité du produit réel et perçu.

L'analyse IR en microscopie permet de mieux comprendre la structure de telle stratification de polymères pour le contrôle qualité et pour l'analyse de défauts.

On peut également analyser des multicouches de polymères transparents par la mesure de profil en spectroscopique Raman avec une résolution de profondeur très élevée, de l'ordre de grandeur du micromètre. L'image ci-dessous montre des Spectres Raman de différents polymères analysés au cours d'une mesure de profil.

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Exemple d'analyse en microscopie IR de couche individuelle dans un film composite (AN M126)
En apprendre plus sur l'analyse sans contact de profil de multicouche de film polymère (AN R527)

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